下载文档原格式
网络安全密码学网络安全是指对网络系统和网络通信过程中的信息进行保护和防御的一系列措施，密码学则是网络安全中的重要技术手段之一。
密码学是一门研究用于保护信息安全的学科，它涵盖了密码算法的设计和安全性分析，以及密码协议的设计和实现等内容。
密码学在保护隐私、数据完整性、认证和加密通信等方面发挥着重要的作用。
密码学主要包括两个方面，即加密和解密。
加密是指将明文信息通过一定的算法转换为密文，而解密则是将密文通过相应的密钥和算法转换为明文。
密码算法是实现加密和解密过程的数学运算方法，它们通过对明文进行一系列的复杂转换来生成密文，同时确保只有拥有相应密钥的人可以将密文转换为明文。
在网络安全中，密码学起到了至关重要的作用。
它可以通过加密技术保护用户的隐私信息，确保数据在传输和存储过程中不被他人窃取和篡改。
密码学还可以在认证过程中通过密码协议验证用户的身份，防止非法用户的入侵和冒充。
此外，密码学还可以应用在数字签名、电子支付和安全通信等领域，提供更加安全的服务和保障。
在网络安全中，密码学主要应用在以下几个方面：1. 对称加密：在对称加密算法中，加密和解密使用相同的密钥。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
对称加密算法执行速度快，但需要确保密钥的安全性，否则会容易被破解。
2. 非对称加密：在非对称加密算法中，加密和解密使用不同的密钥。
常见的非对称加密算法有RSA、椭圆曲线加密等。
非对称加密算法相对于对称加密算法更为安全，但执行速度较慢。
3. 数字签名：数字签名是一种用于确保信息的完整性和真实性的技术手段。
数字签名通过私钥对信息进行加密，并通过公钥进行验证，确保信息没有被篡改。
4. SSL/TLS：SSL/TLS是一种安全协议通信。
它通过使用对称加密算法和非对称加密算法，确保数据在传输过程中的保密性和完整性，从而提供更加安全的网络通信环境。
密码学作为一门重要的技术手段，为网络安全提供了强有力的保障。
然而，随着计算机技术的发展和网络攻击手段的提升，密码学也面临着新的挑战。
《网络信息安全》课程教学大纲一、课程总述本课程大纲是以2012年软件工程本科专业人才培养方案为依据编制的。
二、教学时数分配三、单元教学目的、教学重难点和内容设置第1章网络安全概述与环境配置【教学目的】了解内容：网络面临的安全威胁、信息系统安全的脆弱性、保证网络安全的途径；理解内容：网络安全的攻防体系、研究网络安全的必要性及其社会意义掌握内容：信息系统安全评估标准；熟练掌握内容：网络安全实验环境的配置及网络抓包软件的使用【重点难点】重点：网络安全的攻防体系、研究网络安全的必要性难点：研究网络安全的必要性【教学内容】1.1 信息安全概述1.2 网络安全概述1.3 研究网络安全的必要性1.4 研究网络安全的社会意义1.5 网络安全的相关法规1.6 网络安全的评价标准1.7 环境配置【课时要求】7节第2章网络安全协议基础【教学目的】了解内容：OSI参考模型和TCP/IP协议组理解内容：IP/TCP/UDP/ICMP协议的工作原理掌握内容： IP/TCP/UDP/ICMP协议的结构分析熟练掌握内容：常用的网络服务和网络命令【重点难点】重点：IP/TCP/UDP/ICMP协议的工作原理难点：IP/TCP/UDP/ICMP协议的结构分析【教学内容】2.1 OSI参考模型2.2 TCP/IP协议族2.3 网际协议IP2.4 传输控制协议TCP2.5 用户数据报协议UDP2.6 ICMP协议2.7 常用的网络服务2.8 常用的网络命令【课时要求】7节第3章网络空全编程基础【教学目的】了解内容：网络安全编程的基础知识理解内容：C和C++的几种编程模式掌握内容：网络安全编程的常用技术熟练掌握内容：注册表编程、定时器编程、驻留程序编程【重点难点】重点：网络安全编程的常用技术难点：注册表编程、定时器编程、驻留程序编程【教学内容】3.1 网络安全编程概述3.2 C和C++的几种编程模式3.3 网络安全编程【课时要求】10节第4章网络扫描与网络监听【教学目的】了解内容：黑客以及黑客攻击的基本概念理解内容：黑客攻击与网络安全的关系掌握内容：如何利用工具实现网络踩点、网络扫描和网络监听熟练掌握内容：黑客攻击的常用工具【重点难点】重点：黑客攻击的步骤难点：如何利用工具实现网络踩点、网络扫描和网络监听【教学内容】4.1 黑客概述4.2 网络踩点4.3 网络扫描4.4 网络监听【课时要求】5节第5章网络入侵【教学目的】了解内容：网络入侵的基本概念理解内容：社会工程学攻击、物理攻击、暴力攻击掌握内容：利用Unicode漏洞攻击和缓冲区溢出漏洞进行攻击的技术熟练掌握内容：流行攻击工具的使用和部分工具的代码实现【重点难点】重点：流行攻击工具的使用和部分工具的代码实现难点：利用Unicode漏洞攻击和缓冲区溢出漏洞进行攻击的技术【教学内容】5.1 社会工程学攻击5.2 物理攻击与防范5.3 暴力攻击5.4 Unicode漏洞专题5.5 其他漏洞攻击5.6 缓冲区溢出攻击5.7 拒绝服务攻击5.8 分布式拒绝服务攻击【课时要求】8节第6章网络后门与网络隐【教学目的】了解内容：利用四种方法实现网络后门理解内容：网络隐身的两种方法掌握内容：利用四种方法实现网络后门熟练掌握内容：常见后门工具的使用【重点难点】重点：利用四种方法实现网络后门难点：常见后门工具的使用【教学内容】6.1 网络后门6.2 木马6.3 网络代理跳板6.4 清除日志【课时要求】5节第7章恶意代码【教学目的】了解内容：恶意代码的发展史理解内容：研究恶意代码的必要性、恶意代码长期存在的原因掌握内容：恶意代码实现机理熟练掌握内容：恶意代码的设计与实现【重点难点】重点：恶意代码的设计与实现难点：恶意代码的设计与实现【教学内容】7.1 恶意代码概述7.2 恶意代码实现机理7.3 常见的恶意代码【课时要求】5节第8章操作系统安全基础【教学目的】了解内容：操作系统安全的基本概念理解内容：操作系统安全的实现机制、安全模型及安全体系结构掌握内容：操作系统安全的36条基本配置原则熟练掌握内容：Windows操作系统的安全配置方案【重点难点】重点：Windows操作系统的安全配置方案难点：Windows操作系统的安全配置方案【教学内容】8.1 常用操作系统概述8.2 安全操作系统的研究发展8.3 安全操作系统的基本概念8.4 安全操作系统的机制8.5 代表性的安全模型8.6 操作系统安全体系结构8.7 操作系统安全配置方案【课时要求】5节第9章密码学与信息加密【教学目的】了解内容：密码学的基本概念、数字水印的基本概念理解内容：主流加密技术、数字签名的原理、PGP加密的原理和实现及PKI信任模型掌握内容：DES加密算法的概念以及如何利用程序实现、RSA加密算法的概念以及实现算法熟练掌握内容：DES加密算法的概念以及如何利用程序实现【重点难点】重点：主流加密技术、数字签名的原理及PKI信任模型难点：如何利用程序实现主流加密算法【教学内容】9.1 密码学概述9.2 des对称加密技术9.3 rsa公钥加密技术9.4 pgp加密技术9.5 数字信封和数字签名9.6 数字水印9.7 公钥基础设施pki【课时要求】10节第10章防火墙与入侵检测【教学目的】了解内容：利用软件实现防火墙的规则集理解内容：防火墙的基本概念、分类、入侵检测系统的概念、原理及常用方法掌握内容：防火墙的实现模型、如何利用程序实现简单的入侵检测熟练掌握内容：防火墙的配置【重点难点】重点：防火墙的配置难点：入侵检测工具的编程实现【教学内容】10.1 防火墙的概念10.2 防火墙的分类10.3 常见防火墙系统模型10.4 创建防火墙的步骤10.5 入侵检测系统的概念10.6 入侵检测的方法10.7 入侵检测的步骤【课时要求】8节第11章IP安全与WEB安全【教学目的】了解内容：IPSec的必要性理解内容： IPSec中的AH协议、ESP协议和密钥交换协议掌握内容： VPN的功能和解决方案、Web安全的3个方面，SSL和TLS安全协议的内容与体系结构熟练掌握内容：VPN的解决方案【重点难点】重点：VPN的功能和解决方案、Web安全的3个方面、SSL和TLS安全协议的内容与体系结构难点：VPN的解决方案【教学内容】11.1 IP安全概述11.2 密钥交换协议IKE11.3 VPN技术11.4 WEB安全概述11.5 SSL/TLS技术11.6 安全电子交易SET简介【课时要求】3节第12章网络安全方案设计【教学目的】了解内容：网络安全方案设计方法理解内容：评价网络安全方案的质量的标准掌握内容：网络安全方案编写的注意点以及网络安全方案的编写框架熟练掌握内容：网络安全方案设计的基本步骤【重点难点】重点：网络安全的需求分析、方案设计难点：网络安全方案的设计【教学内容】12.1 网络安全方案概念12.2 网络安全方案的框架12.3 网络安全案例需求12.4 解决方案设计【课时要求】7节四、教材1、《计算机网络安全教程（第2版）》，石志国、薛为民、尹浩，清华大学出版社、北京交通大学出版社，2011年2月；2、《计算机网络安全教程实验指导》，石志国、薛为民、尹浩，清华大学出版社、北京交通大学出版社，2011年10月。
PDRR保障体系：①保护（protect）采用可能采取的手段保障信息的保密性、完整性、可控性和不可控性。
②检测（Detect）提供工具检查系统可能存在的黑客攻击、白领犯罪和病毒泛滥等脆弱性。
③反应（React）对危及安全的时间、行为、过程及时作出响应处理，杜绝危险的进一步蔓延扩大，力求系统尚能提供正常服务。
④恢复（Restore）一旦系统遭到破坏，尽快恢复系统功能，尽早提供正常的服务。
网络安全概述：1、网络安全的攻防体系：从系统安全的角度分为—攻击和防御（1）攻击技术①网络监听：自己不主动去攻击被人，而是在计算机上设置一个程序去监听目标计算机与其他计算机通信的数据。
②网络扫描：利用程序去扫描目标计算机开放的端口等，目的是发现漏洞，为入侵该计算机做准备。
③网络入侵：当探测发现对方存在漏洞后，入侵到目标计算机获取信息。
④网络后门：成功入侵目标计算机后，为了实现对“战利品”的长期控制，在目标计算机中种植木马等后门。
⑤网络隐身：入侵完毕退出目标计算机后，将自己入侵的痕迹清除，从而防止被对方管理员发现。
（2）防御技术①安全操作系统和操作系统的安全配置：操作系统是网络安全的关键。
②加密技术：为了防止被监听和数据被盗取，将所有的数据进行加密。
③防火墙技术：利用防火墙，对传输的数据进行限制，从而防止被入侵。
④入侵检测：如果网络防线最终被攻破，需要及时发出呗入侵的警报。
⑤网络安全协议：保证传输的数据不被截获和监听。
2、网络安全的层次体系从层次体系上，网络安全分为：物理安全，逻辑安全，操作安全和联网安全。
1）物理安全：5个方面：防盗、防火、防静电、防雷击和防电磁泄漏。
2）逻辑安全：计算机的逻辑安全需要用口令、文件许可等方法实现。
3）操作系统安全：操作系统是计算机中最基本、最重要的软件，操作系统不允许一个用户修改另一个账户产生的数据。
（4）联网安全：访问控制服务：用来保护计算机和联网资源不被非授权使用。
通信安全服务：用来认证数据机要性和完整性，以及个通信的可依赖性。
数学与网络安全密码学和数据加密的数学原理密码学是研究如何保护通信内容和信息安全的科学，而数据加密则是密码学中的重要技术手段之一。
数学在密码学和数据加密中起着至关重要的作用，它为我们提供了强大的数学原理和工具，用于设计和分析安全的密码系统。
本文将介绍数学在网络安全密码学和数据加密中的几个关键原理。
一、模运算与同余模运算是密码学和数据加密中最基本的数学运算之一。
在模运算中，我们通常选择一个模数，将运算结果限定在[0,模数-1]的范围内。
模运算的一个重要性质是同余关系。
对于给定的模数m，两个整数a和b满足a≡b（mod m），当且仅当它们与模数m做模运算后的结果相等。
同余关系广泛用于密码学中的很多算法和协议，例如RSA加密算法和Diffie-Hellman密钥交换。
通过利用同余关系，我们可以设计出一系列安全的加密算法和密钥交换协议，实现安全的通信和数据存储。
二、素数与大数分解素数在密码学和数据加密中也有着重要的地位。
一个数被称为素数，是指其只有1和自身两个因数的正整数。
素数的分布规律一直是数学研究的重要课题之一。
在密码学中，大数分解是一种常用的安全策略。
大数分解问题是指将一个大的合数分解成素因数的问题。
当前的加密算法中，如RSA算法和椭圆曲线密码算法，都是基于大数分解问题的困难性来保证其安全性。
三、离散对数问题离散对数问题是密码学中的另一个重要数学原理。
对于给定的有限群G，离散对数问题是求解给定元素g和y，找出满足yg ≡ x(mod p)的整数g的问题。
离散对数问题的困难性是很多密码体制的基础，例如Diffie-Hellman密钥交换和椭圆曲线密码系统。
离散对数问题的困难性使得在已知公钥的情况下，攻击者很难推导出私钥。
这种数学原理保证了现代密码体制的安全性，为网络通信和数据存储提供了可靠的保障。
四、信息论与熵信息论是密码学中的基本理论之一，它为我们提供了衡量消息的不确定性的概念。
熵是信息论中用于度量信息不确定性的基本概念，表示一个随机变量的不确定性程度。
密码学与信息安全信息安全与密码学随着互联网技术的发展，网络安全问题越来越引起人们的关注。
信息安全是保障信息系统安全的重要手段，而密码学是信息安全领域的核心技术之一。
密码学是一门研究通信信息安全的学科，主要研究的是在信息传递和存储过程中，如何确保信息的保密性、完整性和可用性。
本文将探讨密码学和信息安全的关系，以及如何利用密码学技术来保护信息安全。
一、密码学历史密码学的历史可以追溯到古代，据记录，古代埃及人就已经使用了一些简单的密码，如换位密码和代替密码。
而在中国，密码学的发展也非常早，古代最早的密码书籍是《周髀算经》。
在欧洲，最早出现的密码编码技术是凯撒密码，即后来被称为单表代换密码。
随着社会发展，密码学也不断更新换代，涌现出多种新的密码技术。
二、密码学原理密码学原理主要包括对称密钥密码系统和公钥密码系统两大类。
对称密钥密码系统又叫共享密钥密码系统，采用同一种密钥进行信息的加密和解密。
一般情况下，这种方式需要将密钥预先协商好，双方才可通过密钥加解密信息。
对称密钥密码系统的优点是加密速度快，缺点是密钥的安全性和管理难度大，密钥曝光即意味着系统的破解。
公钥密码系统又叫非共享密钥密码系统，将加密和解密两个操作分别使用两个不同的密钥进行。
公钥是公开给所有人的，而私钥则只有在相应拥有者的掌握下才能使用。
公钥加密里，加密的结果只有拥有私钥的人才能解密。
相对于对称密钥系统来说，公钥密码系统的优点是密钥的管理和分配比较容易，缺点是加密和解密的速度会比对称密钥系统慢。
三、密码学应用密码学技术广泛应用于信息安全领域中，以下是几个常见的密码技术应用。
1、SSL/TLSSSL/TLS是一种安全协议协议，常用于保护网站和服务器的安全通信。
SSL/TLS通过采用公钥密码学、对称密钥密码学及哈希算法等技术，实现了保护数据传输的机密性、完整性、可用性和认证等功能。
2、文件加密文件加密是指对目标文件进行某种程度的加密处理，以防止未经授权的访问和窃取。
网络信息安全课后习题答案网络信息安全课后习题答案一、密码学基础1.什么是密码学？密码学是研究信息的保密（加密）和完整性（签名、数字证书等）的技术和方法的学科。
2.请解释对称密钥加密和公钥加密的原理及其区别。
对称密钥加密是指加密和解密使用同一个密钥的加密方法，速度快、效率高，但密钥传输和管理比较麻烦。
公钥加密是指加密和解密使用不同的密钥的加密方法，安全性较高，但速度较慢。
3.什么是哈希函数？它的特点和应用有哪些？哈希函数是将任意长度的输入数据映射为固定长度输出的函数。
其特点是：- 输入数据的任意微小改动都会导致输出结果的显著改变。
- 输出结果的长度固定，通常较短。
- 不可逆性，不可从输出结果反推输入数据。
哈希函数常用于数据完整性验证、数字签名等场景。
二、网络安全技术1.什么是防火墙？防火墙有哪些常见的工作模式？防火墙是一种用于保护网络安全的安全设备，通过控制网络流量的进出，实施访问控制、攻击防范等功能。
常见的工作模式包括包过滤、状态检测、代理服务和网络地质转换等。
2.描述一下常见的网络攻击类型，包括但不限于网络钓鱼、拒绝服务攻击、中间人攻击等。
- 网络钓鱼：通过伪造合法的网站、电子邮件等手段，诱骗用户输入敏感信息。
- 拒绝服务攻击：通过发送大量的请求，占用目标系统的资源，使其无法提供正常的服务。
- 中间人攻击：攻击者劫持网络通信流量，窃取或篡改通信内容。
3.请解释什么是入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS），它们有何区别和作用？入侵检测系统（IDS）是用于监测网络中的异常行为和攻击行为的设备或软件，能够及时发现潜在的威胁并发出警报。
入侵防御系统（IPS）则是在入侵检测的基础上，具备主动防御功能，能够自动对异常和攻击进行相应的防御和响应措施。
三、网络安全管理1.请并解释一下网络安全管理中常见的几个环节，包括但不限于安全策略制定、安全培训、漏洞修复等。
- 安全策略制定：制定明确的网络安全策略和政策，明确安全目标和实施措施。
必知必会的网络安全基础知识【第一章：网络安全概述】网络安全是指保护计算机网络和网络资源免受非法访问、破坏和威胁的一系列措施。
随着互联网的普及和发展，网络安全问题引起了广泛关注。
了解网络安全的基础知识是保护个人和组织信息安全的必备要素。
【第二章：网络安全威胁与攻击】网络安全威胁是指可能对网络安全造成威胁的各种因素和行为。
常见的网络安全威胁包括病毒、恶意软件、网络钓鱼、拒绝服务攻击等。
理解这些威胁对于预防和应对攻击至关重要。
【第三章：网络安全防护措施】网络安全防护措施是指保护计算机网络和网络资源免受网络攻击和威胁的各种措施。
常见的网络安全防护措施包括防火墙、入侵检测系统、加密技术等。
采取合适的防护措施是保证网络安全的重要手段。
【第四章：密码学与加密技术】密码学是研究通信安全和信息安全的数学理论。
加密技术是保护信息安全的核心方法之一。
了解密码学和加密技术的基本原理和常用算法对于保护数据安全非常重要。
【第五章：网络安全管理与政策】网络安全管理是指制定与实施网络安全策略、规范与流程的一系列活动。
了解网络安全管理的基本原则和方法有助于有效管理和保护网络安全。
此外，了解相关的网络安全法律法规也是保护个人和组织信息的重要手段。
【第六章：网络身份识别与访问控制】网络身份识别与访问控制是指对网络用户身份进行识别和管理，在保证合法用户访问的前提下，防止非法用户入侵和访问敏感信息。
了解网络身份识别技术和访问控制方法对于保护网络安全至关重要。
【第七章：网络安全意识与教育】网络安全意识与教育是促使个人和组织养成良好的网络安全习惯和行为的一系列活动。
提高网络安全意识和教育能够增强人们对网络安全的重视，减少安全事件的发生。
【第八章：网络安全事件响应与处置】网络安全事件响应与处置是指在发生网络安全事件后，采取相应的措施进行应对和处置。
了解网络安全事件的分类和处理流程，及时有效地响应和处置事件是限制损失的关键。
【第九章：未来发展趋势与挑战】网络安全领域的发展日新月异，未来的网络安全将面临更多的挑战。
信息安全密码学与加密技术原理与应用信息安全在如今的数字化时代扮演着至关重要的角色，而密码学与加密技术则是信息安全的核心。
本文将介绍信息安全密码学与加密技术的原理与应用，并探讨其在不同领域中的应用。
一、密码学的基本原理密码学是研究信息安全保护与加密算法的学科，其基本原理包括加密算法、密钥管理和解密算法。
加密算法是保护信息安全的基础，其通过将明文转换为密文，使得未经授权的人无法读取或理解其中的内容。
在加密算法中，常用的有对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法使用相同的密钥对明文进行加密和密文进行解密。
这意味着密钥的保密性尤为重要，一旦密钥泄露，信息的安全性将受到严重威胁。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
非对称加密算法使用公钥和私钥进行加密和解密。
公钥是可以公开的，而私钥则必须严格保密。
非对称加密算法常用于数字签名和密钥交换等场景中，常见的算法有RSA、ECC等。
密钥管理是保证加密算法安全性的关键，其主要包括密钥生成、密钥分发与密钥更新等环节。
合理的密钥管理可以有效避免密钥泄露和被破解的风险。
二、密码学在信息安全中的应用密码学在信息安全中有着广泛的应用，以下将重点介绍其在网络安全、金融安全和物联网安全等领域中的应用。
1. 网络安全网络安全是指通过各种技术手段保护网络和网络相关资源不受未经授权的访问、破坏、篡改和泄露的威胁。
密码学在网络安全中起到了至关重要的作用。
在网络通信中，密码学可以用于数据加密和身份验证。
数据加密可以保护数据在传输过程中的安全性，防止被窃取或篡改。
身份验证则可以通过加密技术来确保通信双方的身份合法性。
2. 金融安全随着电子支付和网上银行等金融服务的普及，金融安全问题也日益突出。
密码学在金融安全中发挥着重要的作用。
在电子支付中，通过加密技术可以保护用户的支付信息不被盗取。
同时，可以利用密码学中的数字签名技术实现对交易身份的验证和防伪。
3. 物联网安全物联网的兴起给我们的生活带来了便利，同时也带来了诸多安全隐患。
网络安全基础知识密码学与加密技术随着互联网的迅猛发展，网络安全问题日益突出。
为了保护个人和组织的信息安全，密码学与加密技术成为网络安全的重要组成部分。
本文将介绍密码学的基本概念，以及常见的加密技术和应用。
一、密码学基础知识密码学是研究信息保密和验证的科学，主要包括加密和解密两个过程。
加密是将明文转化为密文的过程，而解密则是将密文恢复为明文的过程。
密码学基于一系列数学算法和密钥的使用来保证信息的保密性和完整性。
以下是密码学中常见的一些基本概念：1.1 明文与密文明文是指原始的未经加密的信息，而密文则是通过加密算法处理后的信息。
密文具有随机性和不可读性，只有持有正确密钥的人才能解密得到明文。
1.2 密钥密钥是密码学中非常重要的概念，它是加密和解密过程中使用的参数。
密钥可以分为对称密钥和非对称密钥两种类型。
对称密钥加密算法使用相同的密钥进行加解密，而非对称密钥加密算法使用公钥和私钥进行加解密。
1.3 算法密码学中的算法是加密和解密过程中的数学公式和运算规则。
常见的密码学算法包括DES、AES、RSA等。
这些算法在保证信息安全的同时，也需要考虑运算速度和资源消耗等因素。
二、常见的加密技术2.1 对称加密算法对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的算法，也被称为共享密钥加密。
这种算法的特点是运算速度快，但密钥传输和管理较为困难。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
2.2 非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的算法，也被称为公钥加密。
这种算法的优点是密钥的传输和管理相对简单，但加解密过程相对较慢。
常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。
2.3 哈希算法哈希算法是一种将任意长度数据转换为固定长度摘要的算法。
它主要用于验证数据的完整性和一致性。
常见的哈希算法有MD5、SHA-1、SHA-256等。
三、密码学与加密技术的应用3.1 数据加密密码学与加密技术广泛应用于数据加密领域。
通过对敏感数据进行加密，可以防止未经授权的访问和篡改。
第九章密码学与信息加密1. 密码学包含哪些概念？有什么功能？答：密码学（Cryptology）是研究信息系统安全保密的科学，密码编码学（Cryptography）主要研究对信息进行编码，实现对信息的隐藏。
密码分析学（Cryptanalytics）主要研究加密消息的破译或消息的伪造。
密码学主要包含以下几个概念：1）密码学的目标：保护数据的保密性、完整性和真实性。
保密性就是对数据进行加密，使非法用户无法读懂数据信息，而合法用户可以应用密钥读取信息。
完整性是对数据完整性的鉴别，以确定数据是否被非法纂改，保证合法用户得到正确、完整的信息。
真实性是数据来源的真实性、数据本身真实性的鉴别，可以保证合法用户不被欺骗。
2）消息的加密与解密：消息被称为明文，用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密，加了密的消息称为密文，而把密文转变为明文的过程称为解密。
3）密码学的功能：提供除机密性外，密码学还提供鉴别、完整性和抗抵赖性等重要功能。
这些功能是通过计算机进行社会交流至关重要的需求。
鉴别：消息的接收者应该能够确认消息的来源；入侵者不可能伪装成他人。
完整性：消息的接收者应该能够验证在传送过程中消息没有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息。
抗抵赖性：发送消息者事后不可能虚假地否认他发送的消息。
4）密码算法和密钥：密码算法也叫密码函数，是用于加密和解密的数学函数。
通常情况下，有两个相关的函数：一个用做加密，另一个用做解密。
密钥是一种参数，它是在明文转换为密文或将密文转换为明文的算法中输入的数据。
基于密钥的算法通常有两类：对称算法和公开密钥算法。
对称密钥加密，又称公钥加密，即信息的发送方和接收方用一个密钥去加密和解密数据。
它的最大优势是加/解密速度快，适合于对大数据量进行加密，但密钥管理困难。
非对称密钥加密，又称私钥密钥加密。
它需要使用一对密钥来分别完成加密和解密操作，一个公开发布，即公开密钥，另一个由用户自己秘密保存，即私用密钥。
信息发送者用公开密钥去加密，而信息接收者则用私用密钥去解密。
私钥机制灵活，但加密和解密速度却比对称密钥加密慢得多。
2. 简述对称加密算法的基本原理。
答：对称算法有时又称为传统密码算法，加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。
在大多数对称算法中，加解密的密钥是相同的。
在对称加密算法中，数据发信方将明文（原始数据）和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密文发送出去。
收信方收到密文后，若想解读原文，则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密，才能使其恢复成可读明文。
在对称加密算法中，使用的密钥只有一个，发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密，这就要求解密方事先必须知道加密密钥。
对称算法要求发送者和接收者在安全通信之前，协商一个密钥。
对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加解密。
对称算法的加密和解密表示为：E（M）=CKD（C）=MK3. 利用对称加密算法对“1234567”进行加密，并进行解密。
#include<iostream.h>class SubKey{public:int key[8][6];}subkey[16];class DES{int encipher_decipher;int key_in[8][8];int key_out[8][7];int c0_d0[8][7];int c0[4][7],d0[4][7];int text[8][8];int text_ip[8][8];int A[4][8],B[4][8];int temp[8][6];int temp1[8][6];int s_result[8][4];int text_p[8][4];int secret_ip[8][8];public:void Key_Putting();void PC_1();int function(int,int);void SubKey_Production();void IP_Convert();void f();void _IP_Convert();void Out_secret();};void DES::Key_Putting(){cout<<"请输入64位的密钥(8行8列且每行都得有奇数个1):\n";for(int i=0;i<8;i++)for(int j=0;j<8;j++){cin>>key_in[i][j];if(j!=7) key_out[i][j]=key_in[i][j];}}4. 简述公开密钥算法的基本原理。
答：公开密钥算法，加密密钥能够公开，即陌生者能用加密密钥加密信息，但只有用相应的解密密钥才能解密信息。
如果发信方想发送只有收信方才能解读的加密信息，发信方必须首先知道收信方的公钥，然后利用收信方的公钥来加密原文；收信方收到加密密文后，使用自己的私钥才能解密密文。
显然，采用不对称加密算法，收发信双方在通信之前，收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方，而自己保留私钥。
（M）=C。
公开密钥和私人密钥是不同的，用相应的公开密钥K1加密表示为：EK1（C）=M。
私人密钥K2解密可表示为：DK25. 利用公开密钥算法对“1234567”进行加密，并进行解密。
package test;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.security.Key;import java.security.SecureRandom;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.CipherInputStream;import javax.crypto.CipherOutputStream;import javax.crypto.KeyGenerator;import sun.misc.BASE64Decoder;import sun.misc.BASE64Encoder;public class DESUtil {Key keypublic DESUtil() {}public DESUtil(String str) {setKey(str); //生成密匙}public Key getKey() {return key}public void setKey(Key key) {this . key = key;}/***根据参数生成KEY*/public void setKey(String strKey) {try {KeyGenerator _generator = KeyGenerator.getInstance ( "DES" ); _generator.init( new SecureRandom(strKey.getBytes()));this . key = _generator.generateKey();_generator = null} catch (Exception e) {throw new RuntimeException("Error initializing SqlMap class. Cause: " + e);}} /** * 加密String 明文输入String密文输出*/public String encryptStr(String strMing) {byte [] byteMi = nullbyte [] byteMing = nullString strMi = ""BASE64Encoder base64en = new BASE64Encoder();try {byteMing = strMing.getBytes( "UTF8" );byteMi = this .encryptByte(byteMing);strMi = base64en.encode(byteMi);} catch (Exception e) {throw new RuntimeException("Error initializing SqlMap class. Cause: " + e);} finally {base64en = nullbyteMing = nullbyteMi = null}return strMi;}/*** 解密以 String 密文输入 ,String 明文输出** @param strMi* @return*/public String decryptStr(String strMi) {BASE64Decoder base64De = new BASE64Decoder(); byte [] byteMing = nullbyte [] byteMi = nullString strMing = ""try {byteMi = base64De.decodeBuffer(strMi); byteMing = this .decryptByte(byteMi);strMing = new String(byteMing, "UTF8" );} catch (Exception e) {throw new RuntimeException("Error initializing SqlMap class. Cause: " + e); } finally {base64De = nullbyteMing = nullbyteMi = null}return strMing;}/*** 加密以 byte[] 明文输入,byte[] 密文输出** @param byteS* @return*/private byte [] encryptByte( byte [] byteS) { byte [] byteFina = nullCipher cipher;try {cipher = Cipher.getInstance ( "DES" );cipher.init(Cipher. ENCRYPT_MODE , key ); byteFina = cipher.doFinal(byteS);} catch (Exception e) {throw new RuntimeException("Error initializing SqlMap class. Cause: " + e);} finally {cipher = null}return byteFina;}/*** 解密以 byte[] 密文输入 , 以 byte[] 明文输出** @param byteD* @return*/private byte [] decryptByte( byte [] byteD) {Cipher cipher;byte [] byteFina = nulltry {cipher = Cipher.getInstance ( "DES" );cipher.init(Cipher. DECRYPT_MODE , key );byteFina = cipher.doFinal(byteD);} catch (Exception e) {throw new RuntimeException("Error initializing SqlMap class. Cause: " + e);} finally {cipher = null}return byteFina;}/*** 文件 file 进行加密并保存目标文件 destFile 中** @param file* 要加密的文件如 c:/test/srcFile.txt* @param destFile* 加密后存放的文件名如c:/ 加密后文件 .txt*/public void encryptFile(String file, String destFile) throws Exception { Cipher cipher = Cipher.getInstance ( "DES" );// cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getKey());cipher.init(Cipher. ENCRYPT_MODE , this . key );InputStream is = new FileInputStream(file);OutputStream out = new FileOutputStream(destFile);CipherInputStream cis = new CipherInputStream(is, cipher);byte [] buffer = new byte [1024];int r;while ((r = cis.read(buffer)) > 0) {out.write(buffer, 0, r);}cis.close();is.close();out.close();}/*** 文件采用 DES 算法解密文件** @param file* 已加密的文件如 c:/ 加密后文件 .txt ** @param destFile* 解密后存放的文件名如 c:/ test/ 解密后文件 .txt*/public void decryptFile(String file, String dest) throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance ( "DES" );cipher.init(Cipher. DECRYPT_MODE , this . key );InputStream is = new FileInputStream(file);OutputStream out = new FileOutputStream(dest);CipherOutputStream cos = new CipherOutputStream(out, cipher);byte [] buffer = new byte [1024];int r;while ((r = is.read(buffer)) >= 0) {cos.write(buffer, 0, r);}cos.close();out.close();is.close();}public static void main(String[] args) throws Exception {DESUtil des = new DESUtil( "1234567" );// DES 加密文件// des.encryptFile("G:/test.doc", "G:/ 加密test.doc");// DES 解密文件// des.decryptFile("G:/ 加密 test.doc", "G:/ 解密 test.doc"); String str1 = " 要加密的字符串test"// DES 加密字符串 String str2 = des.encryptStr(str1);// DES 解密字符串 String deStr = des.decryptStr(str2);System. out .println( " 加密前：" + str1);System. out .println( " 加密后：" + str2);System. out .println( " 解密后：" + deStr);}}6. 比较对称加密算法和公开密钥算法，分析它们的异同。
